Giáo trình Máy phát điện xoay chiều đồng bộ 1 pha cung cấp sinh viên những kiến thức có bản về cách sử dụng, lắp đặt đúng kỹ thuật và cách khắc phục các hỏng hóc thông thường, sửa chữa toàn bộ phần điện của loại máy phát điện xoay chiều đồng bộ một pha này. Giáo trình có 11 bài và được chia thành 2 phần, phần 1 gồm các chương về: Cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy phát điện xoay chiều 1 đồng bộ một pha, các đặc tính của máy phát điện đồng bộ một pha , lắp đặt máy phát điện xoay chiều đồng bộ một pha và đường 3 dây dự phòng, điều chỉnh điện áp, tần số của máy phát điện đồng bộ một pha.
Trang 1
BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI 9
TRƯỜNG CAO ĐĂNG GIAO THÔNG VẬN TẢI TRUNG ƯƠNG I
GIÁO TRÌNH
MAY PHAT DIEN XOAY CHIEU DONG BO 1 PHA
NGHE: DIEN DAN DUNG
TRINH DO CAO DANG
Ban hành theo Quyết dinh sé 1955/QD-CDGTVTTWI-DT ngay 21/12/201
của Hiệu trưởng Trường Cao đăng GTVT Trung ương I
Hà Nội, năm 2017
Trang 3LỜI GIỚI THIỆU
Việt nam cũng như nhiều nước đang phát triển trên thế giới đều có hệ
thống điện công nghiệp 3 pha 4 dây đi khắp mọi miền đất nước Nhờ thé
mà điện được sử dụng rộng rãi trong sinh hoạt và đời sống hàng ngày, nhà nghèo thì chiếu sáng, quat, TỪ; người khá giả hơn thì dùng nỗi cơm
điện, lò vi sóng, điều hòa nhiệt d6, Song, hầu như các quốc gia đều
có hệ thống điện không theo kịp với nhu cầu của con người, cho nên
phải cắt điện luân phiên hoặc sự cỗ kỹ thuật dẫn đến mắt điện Hậu quả của việc mat điện thật khôn lường Vì thế, trên thị trường và trong nhân
dân có rất nhiều máy phát điện xoay chiều đông bộ một pha để dự
phòng lúc mất điện Thiết bị này có thể khởi động tự động hoặc bằng
tay
Sử dụng các máy phát điện đồng bộ một pha làm máy phát dự phòng không khó, nhưng thao tác đúng kỹ thuật dé an toàn và tăng tuổi thọ cho thiết
bị cũng như khắc phục các hỏng hóc một cách đúng kỹ thuật, hiệu quả
và an toàn là điều không phải ai cũng làm được
Giáo trình này hướng dẫn cách sử dung, lắp đặt đúng kỹ thuật và cách
khắc phục các hỏng hóc thơng thường, sửa chữa tồn bộ phan điện của
loại máy phát điện xoay chiêu đồng bộ một pha này
Do thời lượng có hạn mà kiến thức quá nhiêu, nên giáo trình được viết cho phan cơ bản, các mở rộng sẽ in cỡ chữ bé hơn, dành cho các sinh viên
khá, thích tìm hiểu sâu van dé
Giáo trình có II bài, trình bày các vấn đề khác nhau, cuối mỗi chương có
câu hỏi tự kiểm tra và các bài tập Bài giải các bài tập đặt ở cuối tài
liệu:
Bài Cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy phát điện xoay chiều
1 đồng bộ một pha
Bài 2 Các đặc tính của máy phát điện đông bộ một pha 1> ly sổ Ý sờ ig Dede để i oh
Bài Lắp đặt máy phát điện xoay chiều đồng bộ một pha và đường
Trang 4Bài 11
Điều chỉnh điện áp, tần số của máy phát điện đồng bộ một pha Bảo dưỡng máy phát điện xoay chiều đồng bộ một pha
Sửa chữa vành trượt và giá đỡ chổi than của máy phát điện xoay chiêu đồng bộ một pha
Sửa chữa máy phát điện xoay chiều đồng bộ một pha bị mất từ
dư
Sửa chữa mạch tự động kích từ máy phát điện
Quấn lại bộ dây quấn phần cảm của máy phát điện xoay chiêu một pha kiểu phân cảm quay
Quan lại bộ dây quấn phân cảm của máy phát điện xoay chiêu
một pha kiểu phần ứng quay
Quấn lại bộ dây quấn phân ứng của máy phát điện xoay chiêu
một pha kiéu phan ứng quay
TEN MO DUN: MAY PHAT DIEN XOAY CHIEU DONG BO MOT
PHA
Mã mô đun: MĐ23
Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun:
Trang 5điện; Vật liệu điện; Kỹ thuật điện tử cơ bản; Khí cụ điện hạ thé; Do lường điện và không điện; Nguội cơ bản
- Tinh chất của mô đun: Là mô đun nghề chuyên môn
Mục tiêu của mô đun:
*Về kiến thức:
- Trình bày được cấu tạo, nguyên lý làm việc, các đặc tính, phương pháp
lap đặt, bảo dưỡng va sửa chữa các hư hỏng của máy phát điện xoay chiều đồng bộ một pha
*Về kỹ năng:
- Tháo lắp, lắp đặt, bảo dưỡng máy phát điện xoay chiều đồng bộ đung
trình tự, đúng kỹ thuật và an toàn cho thiết bị
- Sửa chữa được các hư hỏng thông thường của máy phát điện xoay chiều
đồng bộ một pha P < 7 kW đạt tiêu chuẩn kỹ thuật (bao gồm quấn lại
các cuộn dây phần cảm, phần ứng ) *Về thái độ:
- Tuân thủ các quy tắc an toàn khi lắp đặt, bảo dưỡng và sửa chữa máy phát
điện xoay chiều đồng bộ một pha
- Có tính tỷ mỉ, cần thận, chính xác và an toàn vệ sinh công nghiệp
Nội dung của mô đun: Thời gian
só| Tên các bài Ly ‘Thue
Trang 8phân ứng của máy phát điện xoay chiều một pha kiểu phần ứng quay Cộng: 90 29 56 5 MỤC LỤC
TÊN MÔ ĐUN: MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIÊU ĐÒNG BỘ MỘT PHA 5 BÀI MỞ ĐÀU: KIÊN THỨC CƠ BẢN VỀ ĐIỆN TỪ ¿e+cc55ce2 12
I8 00011 .Ả Ô 12 2 Linh kiện điện tử cơ bải: - (65c S313 121 E121 E1 E1 11211511 E1 cye 14
3 Câu hỏi kiểm tra kiến thức: -+¿2+++2EE++++EEE+EttEEEEEertrExkrrrrrreerrrk 14 BAI 1: CAU TAO VA NGUYEN LY LAM VIỆC CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIÊU ĐƠNG BỘ MỘT PHA 2:-©222+z+222E2222ceecrrrx 15
Trang 92.Định luật cảm ứng điện từ: - - c2 St ng ri 16 3.Phân ÏOạI: - - «kh HH TT TH HH TH HH Hư 17
4.Dụng cu đồ nghề -22 ©2©2222+222EEE22221222221111112222111111112221211122 222211 26
5 Quy trình tháo lắp -¿ 2222++++222EE+2+2+E22221111122222111121.22211111 cc.rrer 26 6 Thực hành tháo lắp máy phát đồng bộ một pha của hãng HOA MỸ 27 7.Câu hỏi tự kiểm tra kiến thức -22¿+£22VVV2+++++22222222+ertttEEEAeerrrrrrre 29 BÀI 2: CÁC ĐẶC TÍNH CỦA MÁY PHÁT ĐÔNG BỘ MỘT PHA 30 Ï; binh KHƠNG TÃÍ cusoabooontisiooisRDROGOSDEEGEED.QGI2N 0 thöig do sane 30
9: ĐG:tHH HEUẤU: so ginnEiASE6GG0GENHIGIERUNGEHIEARRIGGGIUEUNAGIGGSRGQRENIRS 34
3; Đặc tính điều chÍn]scssssosnssbsi6icntgxdstiS0106B00004001 03603681 080(6110gấ 39 BÀI 3: LAP DAT MAY PHAT DIEN XOAY CHIEU DONG BO MOT PHA VA DUONG DAY DU PHONG sccsvcrsscosccassccvsscccsavcsscanseseunseseceecsssravsescansenseectesesis 43 Ì: Quy trình lấp: đE HIẾY !octiascogtacGt GD at GGUDH4 A8 SãïQQữAg82i3Aygigeisga 43 bo ga ẽ Ä 44
3 Đường dây dự phòng ¿56+ St ưư 49
4 Câu hỏi tự kiỂm tFa: -2222+++22EEES22++tEEE221111112222211111 2222111122 e 51
5 Khi đi dây, ta làm như thế nào và phải chú ý gì -cccc+-cc++ 51
BAI 4: DIEU CHINH DIEN AP, TAN SO CUA MAY PHAT DONG BO 52
L Quy: thin wan han his ccocneineisiaeoidicnii1001026446600016004741166604460606018E014600109 52
2 Van hanh, diéu chỉnh điện áp và tần số của máy phát điện đồng bộ 54
BAI 6:SUA CHUA VANH TRUOT VA GIA CHOI THAN CUA MAY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIÈUĐÔNG BỘ MỘT PHA 22-©2czc25sce2 62
Trang 102 Cách khắc phục vành trượt- chổi than bị hỏng cc¿+©c5+2 64 BÀI 7:SỬA CHỮA MÁY PHÁT ĐÒNG BỘ MỘT PHA BỊ MÁT TỪ DƯ 65
1 Nguyên lý làm việc của máy phát điện tự kích từ - -c«c«-xcxexex 66
2 Các điều kiện tự kích -©2V22++++222222222222222211111.22211111 22211 e2 66
ke 001i 00 Sẽ ẽ 68
4 Phục hồi từ dư cho MAY PHAt CGNs sssccsciessssscssssve sree 71
5_ Câu hỏi tự kiỂm tra cccsccccessssseessssssessssssesessssesesssvesessssesessssesesssvesesssecsessseesessseeees 72 BÀI 8: SỬA CHỮA MẠCH TỰ ĐỘNG KÍCH TỪ MÁY PHÁT ĐIỆN 72
1zSờ đồ khốivä nguyên lý lHSVÏỆG: sguanacetokbiototesBitGSGSGDNGGUGBSESH@fiayaas 73
9.Sữ đỗ KHỔI sousagtteaiiiettbiiooivtiqGgRHiAAd088SG81468G11400833.guatgnsữgaang 76 BAI 9:QUAN LAI BO DAY QUAN PHAN CAM CUA MAY PHAT ĐIỆN XOAY CHIÊU ĐỒNG BỘ MỘT PHA KIÊU PHÀN CẢM QUAY 83
1 Phương pháp quấn bộ dây phần cảm của máy phát điện xoay chiều đồng bộ TIẾP ĐH tot 6169 6060ã0H030000100ASGEG00E0S4SREBPGGlAbSSHBERGHGSISRSS.IEMGiS0.AA0.8m5 83
9 “Xá định số liệu đây QUẤNÍ scsisssesesisitxinidtitntdSGsgig8 00g i31018001468401160381gp58 84 58.Ouẩn: bộ đây duận, DHẦN GÂN: pcocosagtitititbsellicdG10 110030318806 068800030 8E 86 4 Quấn dây phần cảm cho máy phát 2,5KVA của hãng HOA MỸ 88 BAI 10:QUAN LAI BO DAY QUAN PHAN CAM CUA MAY PHAT DIEN ĐÔNG BỘ XOAY CHIÊU MÔT PHA KIÊU PHÀN ỨNG QUAY 94
1 Phương pháp quấn bộ dây phần cảm của máy phát điện xoay chiều đồng bộ HIệU Đổ totepnbiettt6G SG TGRR018IGEGSNEHRRNSBENGNHRNGIAđ.8D8S:ĐSMERHIRA@dqtRsx@i 95
5 ‘Mao SO Tew Gay QUỂN! bạsgasuongbntGiaNiS(GGIGGGBIQSNãHG08083001Guynggas 96 3 Quần bộ dây quan phan CAM ecscccsssssseessccsssssessccesssneccecssssnessesssssneeeeees 97 BAI 11: QUAN LAI BO DAY PHAN UNG CUA MAY PHAT DIEN XOAY CHIÊU MỘT PHA KIỀU PHÀN ỨNG QUAY .2 cccc+cccse 100
1 Phương pháp quấn bộ dây phần ứng của máy phát điện xoay chiều đồng bộ
THIỆU DŨẪtqt i86 tnietdttsgEGT0G5IGARIG0040GAHRĐRRGEHGNRNSSSIRIRXRSESMGRĐRĐNBSiwỹA3.ME- 101
© Não ỉnh:số liệu đE/HUẬN! tráosssgcigaigitidiilBSEE00A 44G GASANGRGARG080.Giangs 102
Trang 11TÀI LIỆU THAM KHẢO 22222cccc222vvvvvveterrrrveerererrrrserrrrsrrrserecev TỮ7
BAI MO DAU: KIEN THUC CO BAN VE DIEN TU’
Mã bai: MD 23.00
Trong Giáo trình này, chúng ta phải nghiên cứu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy phát điện xoay chiều đồng bộ một pha, sau đó ta nghiên
cứu bộ tự động kích từ (còn gọi là bộ tự động điều chỉnh điện áp) để giữ nguyên điện áp của máy phát khi nhận tải khác nhau (tải thuần trở, tải
cảm kháng và tải dung kháng) với mức độ khác nhau Trên cơ sở đó, ta
khai thác, chỉnh định và sửa chữa chúng
Dé tao điều kiện cho sinh viên nắm tốt vấn đề này, ta bổ sung các kiến thức
sau đây:
1.Mạch từ :
Khi cho dòng điện cường độ I chạy trong một dây dẫn thẳng, thì xung
quanh dây dẫn đó xuất hiện một từ trường mà dường sức của nó là các
vòng tròn đồng tâm Chiều đường sức theo quy tắc đỉnh ốc thuận (vặn
nút chai) Ta có thể thấy các đường sức bằng thí nghiệm cho dây dẫn
Trang 1213
Theo nguyên lý đó, nếu ta cho đây dẫn cuộn lại thành vòng đây thì các
đường sức vẫn tuân theo quy luật trên, nên chúng xoay thành đường
sức của nam châm vĩnh cửu, ta nói rằng cuộn dây trở thành nam châm
điện.Người ta đánh giá một từ trường mạnh hay yếu bằng số đường sức
đi qua diện tích sử dụng Nếu ta gọi w (wind) là số vòng dây, còn I là
cường độ dòng điện (tính bằng ampe), 1 là chiều dài trung bình của
đường sức từ, thì ta có các định nghĩa sau:
Iw là sức từ động hay “từ áp” của đoạn mạch từ Đơn vị là A (Ampe) “ là cường độ từ trường H Đơn vị là A/m (Ampe trên mét)
Từ trường trong trường hợp này rất yếu, nếu ta cho thêm các chất trợ từ
như sắt, thép, ferrit vào phía trong cuộn dây, ta thay cường độ từ trường
H mạnh lên rõ rệt, nhờ có sự hưởng ứng của chất trợ từ Đề đánh giá sự
hưởng ứng này, ta đem ra hệ số “độ thẩm từ ¿ử Don vi la H/m (Henry trên mét) Độ thâm từ ¿ cho biết mức độ tăng giảm cường độ từ trường
so với cuộn dây có lõi chân không Độ thẩm từ tuyệt đối của chân không ký hiệu là py = 42.1077, cia sit khoảng 10` Lúc đó, số đường sức trên
1 đơn vị diện tích được gọi là “cảm ứng từ B”, B = u H, don vi la T
(Tesla), IT = IW/m?
Số đường sức trên diện tích cần sử dụng S gọi 1a “tr théng &”, œ = BS, O= a ¡ đơn vị là W (Webe)
Cuộn dây trong thí nghiệm trên có tính chất cản trở sự thay đổi của dòng điện tạo nên từ trường, sự cản trở này chỉ có tác dụng với dòng điện xoay chiều hoặc quá trình quá độ của dòng điện một chiều, nó không có tác dụng với dòng điện một chiều ổn định Đại lượng “điện cảm L” đặc trưng cho khả năng cản trở này: L= 2 Từ đây suy ra L= — Điều này có nghĩa là điện cảm của cuộn dây phụ thuộc vào nhiều đại lượng, đặc biệt là số vòng day w va chất liệu làm lõi Đơn vị đo là H (Henry) Sự cản trở dòng điện xoay chiều goi la “cam kháng X”, giá trị X phụ thuộc
vào điện cảm L và tần số của dòng điện xoay chiều; X = @L Đơn vị
tính là Ôm
Nếu cuộn dây có cả điện trở thuần R thì “rổng irở Z° của cuộn dây tính
Trang 1314
Trên đây là một số dẫn giải về điện từ, có thể không nhớ định lượng nhưng
phải nhớ định tính mới có thể suy đoán trong khi khắc phục các sự cô
trong máy phát đồng bộ một pha và các thiết bị điện từ khác
2 Linh kiện điện tử cơ bản:
Ngày nay, nhờ công nghệ phát triển nên điện tử không còn xa lạ nữa mà đã
thâm nhập vào mọi thiết bị dân dụng trong gia đình
2.1 Điện trở: Điện trở ding dé ngăn cản dòng điện trong mạch, ký hiệu là r, đơn vị tính là @ (đọc là ôm) Theo định luật Ôm, trong mạch điện thì
dòng điện và điện trở tỷ lệ nghịch với nhau i = Giá trị điện trở ghi rõ
trên mình điện trở bằng con số hoặc bằng ký hiệu
2.2 Tụ điện: Tụ điện là kho chứa các điện tích, nên có cô khả năng làm trễ tín hiệu và san bằng tín hiệu Đơn vị tính là F (đọc là Fa ra), song vì đơn vị này quá lớn, nên hay dùng đơn vi bé hon 1 phần triệu gọi là „F Tụ điện có nhiều loại, sử dụng khác nhau theo mạch và điện áp
2.3 Đi ốt: Đi ốt là một linh kiện điện tử tích cực, có 2 chân là A nốt và Ka
tốt, chân ka tốt có vạch mầu đề dễ phân biệt Đi ốt có khả năng dẫn điện
một chiều từ a nót đến ka tốt nên dùng đề chỉnh lưu dòng điện xoay
chiều và bảo vệ chống ngược Đi ốt có nhiều loại, sử dụng theo mạch và
điện áp
2.4 Transitor: Transitor là một linh kiện điện tử tích cực, có 3 chân là B (base), C (collector) và E (emitor) Hiện nay có 2 loại transitor là loại lưỡng cực (bipolar) và loại trường (FET)
Loại transitor lưỡng cực dùng dé khuyéch đại dòng điện chạy trong 2 cực EB thành dòng chạy trong 2 cực EC lên Ø lần, nên phải có công suất
đầu vào tối thiểu, vì vây các tín hiệu yếu và quá yếu không khuyéch đại
dược Khắc phục nhược điểm này, người ta chế ra transitor hiệu ứng
trường, đặc biệt là IGFET, chỉ dùng áp mà không dùng dòng EB nữa
2.5 IC (Intergrated circuit): Tuy van gọi IC là linh kiện điện tử, nhưng thực ra đây là một mạch điện lớn chứa rất nhiều transitor, diod, điện trở để
phục vụ một ý đồ nhất định
3 Câu hỏi kiếm tra kiến thức:
Trang 14Trình bày định tính các khái niệm:
Cường độ từ trường Cảm ứng từ
Từ thông
Điện cảm của cuộn dây
Trở kháng của cuộn dây
Hoạt động của các phần tử điện tử
BÀI 1: CÁU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIEU DONG BO MOT PHA
Mã bài: MĐ23-01
Máy phát điện xoay chiều đồng bộ một pha đã trở thành dụng cụ gia đình của các nước đang phát triển có hệ thống cung cấp điện không theo kịp
nhu cầu sử dụng điện của cộng đồng Việt nam là một thí dụ điển hình,
cho nên máy phát điện đồng bộ một pha được bày bán la liệt khắp nơi Tài liệu này hy vọng giúp các bạn sử dụng chúng hiệu quả hơn, an toàn
hơn và có tuổi thọ đài hơn; đồng thời cỏ thê chăm sóc bảo dưỡng cũng
Trang 15Mục tiêu:
Trình bày được cấu tạo, nguyên lý hoạt động và phân loại được các loại
máy phát điện đồng bộ một pha
Tháo, lắp được máy phát điện xoay chiều đồng bộ một pha đúng trình tự,
đúng phương pháp theo cầu kỹ thuật
Có tính tư duy, sáng tạo trong quá trình học tập
Nội dung chỉ tiết:
Khái niệm chung và các kiến thức cơ bản: 1.Khái niệm chung về máy phát điện
Máy phát điện đồng bộ là thiết bị biến cơ năng dưới dạng mô men quay
thành điện năng nhờ định luật cảm ứng điện từ Hiện nay có hai loại
máy phát điện, đó là máy phát điện một chiều và máy phát điện xoay
chiều, Đối với máy phát điện xoay chiều, dòng điện phát ra dưới dạng
điện xoay chiều hình sin Kỹ thuật điện đã chứng minh được tính ưu việt
của dòng điện hình sin này
2.Định luật cảm ứng điện từ:
Nếu có một thanh dẫn chuyền động với vận tốc ÿ trong môi trường có từ trường mạnh thì trong thanh dẫn sinh ra sức điện động cảm ứng ể theo
luật đ= BA lÝ Công thức này có thể biểu thị theo quy tắc bàn tay phải
Trang 16Hình 1.1: Sàn /ay phải và các véc tơ của định luật cảm ứng điện từ
Khi áp dụng cho máy phát điện, véc tơ cảm ứng từ B, các thanh dẫn và vân
tốc v đã thẳng góc với nhau từng cặp nên phép nhân véc tơ trở thành
nhân thường: e = Bly, hơn nữa thanh dẫn l đã biến dạng thành bối dây có w vòng đây, nên chiều dài 1 có thể tăng lên theo ý muốn Bằng cách
tạo ra nam châm mạnh, tốc độ dài v lớn, số vòng đây nhiều, các máy
phát điện hiện nay có thể tạo ra điện áp đến hàng ngàn vôn Chính vì
thế, trong lý thuyết về máy phát điện, người ta thay ® là từ thông cho
cảm ứng từ B, thay n là vận tốc góc (tính bằng vòng phút) cho vận tốc
đài v, các thành phần còn lại và các thừa số do chuyển đổi mà thành sẽ
gộp vào một hệ số gọi là C, Lúc đó trong máy phát điện người ta dùng
công thức:
e=C, On (1.1)
Công thức đơn giản này cho thấy điện áp của máy phát điện đồng bộ chi
phụ thuộc vào từ thơng chính ® và tốc độ quay n của động cơ sơ cấp
Xem mô phỏng Generator
Mô phỏng này cho ta thấy nguyên lý của máy phát điện đồng bộ
Thí nghiệm về máy phát điện Thí nghiệm này tùy theo khả năng của cơ sở
đào tạo, giáo viên có thể làm lấy máy phát điện đồng bộ sao cho sinh
viên có thể thấy được phần cực từ (phần cảm), phần cuộn dây (phần
ứng), hai phần này có thể quay trơn tru với nhau; nếu không chế tạo
được thì lấy dinamo xe đạp, cắt bỏ phần đuôi để có thể rút phần cảm ra
cho sinh viên thấy rõ 2 phần cơ bản của máy phát điện đồng bộ một pha Ta thêm một đồng hồ Vôn hay một bóng đèn pin là có thể thí nghiệm
phát điện dược Bánh xe đạp là động cơ sơ cấp Thầy giáo cũng cho các em thấy một máy phát 1 pha công suất bé đề có sự so sánh và liên tưởng
các vấn đề lại với nhau 3.Phân loại:
Cũng theo nguyên lý cảm ứng điện từ, song suy nghĩ khác nhau và điều
kiện khác nhau, nên có nhiều kiểu máy phát điện, ta có thể chia ra như
Trang 1718 Máy phát điện một pha có phần cảm quay
Với các máy bé, dùng nam châm vĩnh cửu (như máy phát của xe đạp hoặc
xe máy) thì nhất định chế tạo theo kiểu này Các máy lớn hơn, người ta
dùng nam châm điện, lúc đó ta phải đưa dòng kích từ vào một vật đang
quay, nên cần bộ vành trugt-chéi than Vành trượt là 1 vành khăn bằng
chất dẫn điện tốt, đặt cách điện và đồng tâm với trục rô to, vành trượt
thường bằng hợp kim đồng, còn chỗi than tỳ vào vành trượt và có lò xo ép chặt vào đề truyền điện tốt, chối than thường bằng đồng-graphít điện
luyện Rô to là phần cảm có ưu điểm là kích thước vảnh trượt chỗi than
bé, vừa tiết kiệm vừa ít tia lửa điện lúc hoạt động
Hình 1.2: Rô to của máy phát có phân ứng quay và chổi than
Máy phát điện một pha có phần ứng quay
Loại máy này, phần kích từ nằm ở stato, phần phát điện lại nằm ở roto, loại
Trang 1819
Hình 1.3: Rô to của máy phát có phân ứng quay
Máy có một đôi cực và máy có nhiêu đôi cực
Số đôi cực của máy phát quyết định tốc độ của động cơ sơ cấp Với tần số
công nghiệp (50Hz với Việt nam, Trung quốc, Liên xô cũ, .va 60Hz
với Nhật Bản, Mỹ, Đài Loan, ) thì máy có I đôi cực phải quay với tốc
độ 3000v/p hoặc 3600v/p; còn máy có 2 đôi cực phải quay 1500v/p hoặc 1600v/p Số đôi cực và tốc đô động cơ sơ cấp có công thức liên hệ: n=— (1.2)
đơn vị tính là vòng/phút, trong đó f là tần số, còn p là số đôi cực
Hình 1.4: Phần cảm của máy phát có 2 đôi cực
Máy phát không chi than
Đã từ lâu người ta thấy phần lớn các hỏng hóc của máy phát điện đồng bộ
Trang 1920 Cum chỉnh lưu quay \ Phần tự của máy phát 1 Phần cảm cua may phát 3 Hình 1.5: Rồ fo của máy phát không chổi than Xem vật thật
Vật thật gồm 3 loại máy phát điện đã nêu trên, giáo viên nên tháo sẵn để cho sinh viên xem khi phân loại Chú ý so sánh kích thước cặp vành
trượt-chồi than về kích thước và về độ bào mòn Giáo viên cũng cho
sinh viên thấy rõ quan hê giữa p và n trên biên thông số máy phát
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động Cấu tạo cơ bản
Máy phát đồng bộ một pha có 2 phần cơ bản là phần cảm và phần ứng:
Phần cảm: gồm các lá thép kỹ thuật điên có bề dày từ 0,35mm đến 0,5mm,
đập định hình rồi ép chặt với nhau thành một khối để lộ ra các cực từ
Dây đồng dạng tròn hoặc chử nhật có bọc sơn cách điện (ê-may) quấn
lên các cực từ theo chiều thích hợp để tạo ra các cực từ mong muốn
Loại phần cảm nằm trên stator thường dùng loại cực an, không thấy cực rõ ràng; còn loại phần cảm nằm trên roto lại thường là cực lồi Nguyên
Trang 2021
Hình 1.6: Phần cảm quay dùng thép ghép và thép khói
Phần ứng: cũng gồm các lá thép kỹ thuật điện có bề dày từ 0,35mm đến
0,5mm dập định hình rồi ép chặt với nhau thành một khói đề lộ ra các
rãnh đề quấn dây Dây đồng dạng tròn hoặc chử nhật có bọc sơn cách
điện (ê-may) quan thành các bối rồi đặt vào các rãnh thích hợp dé tạo ra các thanh dẫn mong muốn Tùy theo điện áp và công suất, các bối day này đấu lại với nhau, nối tiếp hoặc song song dé tạo ra điện áp thích
hợp Các bối đấu nối tiếp sẽ cho máy phát có điện áp cao, còn nếu đấu song song sẽ cho dòng tải lớn Bên cạnh là ảnh các bối dây và các lá
thép đập định hình
Các bộ phận khác:
Để máy phát có thé phát điện được, phần cảm và phần ứng phải quay tương
đôi với nhau, nên cần có thêm các bộ phận khác như:
Bộ vành trượt-chỗi than: Bộ này có chức năng dẫn dòng điện một chiều vào phần cảm (dòng kích từ) đề tạo ra nam châm điện Vành trượt là 2
vành xuyến bằng hợp kim đồng có khả năng dẫn điện tốt, chịu mài mòn và ma sát trượt nhỏ Chỗi than là các-bon chế tạo đặc biệt, cũng có khả
năng dẫn điện tốt và chịu mài mòn, thường là đồng-graphit điện luyện
Chi than nằm trong hóc chổi than và luôn luôn có lò xo ép chặt chối
Trang 2122
Hình 1.7: Lõi thép và các bối dây phần ứng của máy phát đồng bộ I pha Vỏ máy: Vỏ máy thường bằng gang đúc hoặc nhôm đúc, thậm chí chỉ gồm
1 là thép mỏng cuộn lại, có hình dạng giống với một hình tru tròn xoay
Chức năng chính của vỏ máy là tạo ra các rãnh thông gió cho tỏa nhiệt
sau này, nếu vỏ máy cứng thì dùng làm chỗ dựa cho 2 bệ đỡ đầu trục, nếu yếu thì bệ đỡ đầu trục dựa vào các lá thép stator Trên vỏ máy có 3
cửa số thoáng: một cho ra dây điện , 2 cửa còn lại dành cho quạt gió làm mát máy
Bệ đỡ kèm theo nắp máy: Nắp máy có dạng dĩa tròn, ở giữa lắp vòng bị,
còn xung quanh có các gờ định vị đề đảm bảo khi lắp chặt nap may vao
vỏ sẽ đảm bảo chắc chắn roto đồng tâm với stato, đồng thời các bối dây
khi chuyền động không xát vào bất kỳ một bộ phận nào còn lại Trong
trường hợp vòng bi thiết kế hở còn có thêm các nắp mỡ đề đề phòng mỡ
bắn vào cuộn dây
Quạt gió: Quạt gió thường có cánh hướng tâm, gắn chặt trên trục roto, khi roto quay, quạt gió tự nó hoạt động Luồng gió từ cửa số được cánh quạt
đây qua kẻ hở roto-stato và rãnh dọc giữa stato-vỏ máy rồi thoát ra ngồi
Hộp đấu dây: Hơp đấu dây nằm ngay trên vỏ máy, phía trong có các trụ
cách điện để dẫn điện vào và ra cho máy phát Do xung quanh máy phát
còn có nhiều bộ phận khác, nên cũng có hãng không làm hộp đầu dây
mà đấu trực tiếp với bên ngoài
Trang 2223 Bộ tự động kích từ: Bộ tự động kích từ của các máy phát đồng bộ công Hình L7 Quạt gió và cửa thoát nhiệt
suất bé thường là bo (board) mạch điện tử, có 2 chức năng là ổn định điện
áp và hỗ trợ tự kích, đặt bên ngoài máy phát điện, nếu không có bộ này,
hầu như máy phát không hoạt động được Ta sẽ xem xét bộ tự động kích từ thành một chương riêng sau này
Nguyên lý hoạt động của máy phát điện đồng bộ một pha có chỏi than
Trên cơ sở cấu tạo như đã mô tả ở trên, khi động cơ sơ cấp hoạt động, từ thong du ®g, cua phan cam nam trong lõi sắt của cuộn kích từ quét lên các cuộn dây phần ứng tạo nên một sức điện động dư khoảng vài chục
vôn, gọi la egy Bộ tự động kích từ biến eạ„ thành dòng một chiều quay
trở lại kích từ để cộng thêm vào từ théng ® 4, cua phần cảm thành từ
thơng ® lớn hơn, qt lên các thanh dẫn (đã biến dạng thành các bối
đây) để tạo ra sức điện động cảm ứng lớn hơn; vòng lặp này lặp lại
nhiều lần, để cuối cùng thành sức điện động như ý muốn để đem ra
ngoài sử dụng
Nhờ công nghệ mặt cực hoặc nhờ kỹ thuật quấn dây phần cảm, từ thông
Trang 2324
Hình 1.8: Đồ thị sức điện động e của máy phát đồng bộ
®= ®„sin(ø£ + 0)
Trong đó: ®„„là giá trí cực đại hay biên độ của từ thông ø là tần số góc, ø = 2ƒ với f là tần số dòng điện phát ra
@ là góc pha ban đầu
@£ + @ là góc pha
cho nên sức điện động cảm ứng e = C¿ ®n cũng có dạng hình sin
e= E,,sin(wt + Ø)
và đồ thị của sức điện động này như hình 1.8
Nguyên lý hoạt động của máy phát đồng bộ không chổi than
Như đã nói ở trên, máy phát không chỗi than gồm 2 máy phát đồng bộ có chổi than đặt chung trong một vỏ, trong đó máy phát thứ nhất có phan
ứng nằm ở roto, cho nên khi động cơ sơ cấp quay thì máy phát thứ nhất
phát ra dòng điện xoay chiều, dòng điện được bộ chỉnh lưu quay biến thành dòng điện một chiều, cấp dòng kích từ cho phần cảm máy phát thứ 2 cũng nằm trong roto, nhờ thế tránh được chổi than Máy phát không chồi than có nhiều ưu điểm, trước hết là không còn chổi than, sau
đó là có hệ số khuyếch đại công suất lớn (từ 100 đến 400 lần), ưu điểm
này giúp ta giảm nhẹ bộ tự động kích từ so với máy phát có chổi than
Nhược điểm lớn nhất của máy phát không chỗi than là giá thành hơi cao
Trang 2425 db at Stator |
Hình 1.9: Cấu tạo máy phát không chối than 3.4 Xem mô phỏng “Generator”
Mô phỏng này thuyết minh bằng tiếng Anh, cho nên giáo viên cần phải
xem trước để nắm được ý của mô phỏng mà thuyết minh lại cho sinh viên khi trình chiếu mô phỏng Sợ rằng sinh viên không thê nghe tốt lời
thuyết minh trong mô phỏng
Tháo lắp máy phát điện xoay chiều đồng bộ 1 pha
Tuy nguyên lý của các máy phát đồng bộ một pha đều giống nhau nhưng
khi chế tạo lại phụ thuộc vào công nghệ và ý tưởng của nhà sản xuất nên
mới nhìn có hình dạng và cách bố trí các chỉ tiết rất khác nhau, đo đó không thê có một chi dẫn cụ thể về cách tháo lắp nhất định
Hơn nữa, về nguyên tắc ốc (dùng dụng cụ có đầu lõm đề vặn vào ra) vít (dùng dụng cụ có đầu lồi đề vặn vào ra) chỉ để ghép nối các phần tử lại
với nhau, mũ và thân của nó chỉ cần đủ độ bền cơ học và thích hợp là
được, nhưng trong thực tế chúng lại rất đa dạng Sự đa dạng không chỉ ở
kích thước và mà ở dạng mũ của nó: Về kích thước , nó có nhiếu kích
thước to nhỏ khác nhau đã đành, nó còn theo hệ “inh” và hệ “mét”,
dụng cụ đồ nghề theo hệ ¡nh không dùng tốt cho hệ mét được và ngược
Trang 2526
khế 5 cánh, hoa khé 6 cánh, Về óc, đầu tiên là óc 3 cạnh lồi, 6 cạnh lồi, bây giờ lại có ốc 6 cạnh chim, that 1a đa dạng không cần thiết Sau đây là các nguyên tắc chính đề tháo lắp các máy phát điện đồng bộ một
pha
4.Dụng cu đồ nghề
Thông thường, mỗi thiết bị khi xuất xưởng đều có bộ dụng cụ tháo lắp đi
kèm, bộ dụng cụ này giúp chủ sở hữu thực hiện các sửa chữa nhỏ Tuy
nhiên với thợ sửa chữa, phải có bộ dụng cụ đồ nghề đầy đủ của riêng
mình để tháo lắp máy phát đồng bộ một pha của các nước khác nhau
trên thế giới Trong bộ dụng cụ này có đầy đủ các loại ca hé inh lẫn hệ
mét và có thể có cả cờ lê miệng mở (open end spanner) và mỏ lết
(adjustable spanner), hai dụng cụ này chỉ được dùng trong trường hợp không thể sử dụng cờ lê chòng (ring end spanner) hoặc chụp (socket spanner) đề tháo lắp óc vít, hoặc sử dụng khi ốc vít đã được nới lỏng
Hình 1.10: Các hộp dụng cụ do nghé của người thợ sửa chữa
Khi giáo viên giảng phần này, cần chuẩn bị sẵn bộ đồ nghề hệ ¡nh và hệ mét và một ít bu lông ca hai hé dé cho sinh viên thấy rõ chúng không
thể sử dụng lẫn đồ nghề được
5 Quy trình tháo lắp
Trước khi tháo lắp, ta cần chuẩn bị địa điểm đủ rộng, tốt nhất là bàn rộng, sạch sẽ Chuẩn bị sẵn đồ nghề thích hợp Tháo dần từng bộ phận cần
thiết theo yêu cầu sửa chữa, xếp theo thứ tự từ xa đến gan, có dành lại
diện tích cần thiết đề thao tác sửa chữa
Sau khi sửa chữa xong, lap trở lại theo nguyên tắc “tháo trước lắp sau”,
Trang 2627
6 Thực hành tháo lắp máy phát đồng bộ một pha của hãng HOA MỸ
- Giáo viên làm trước, miệng nói tay làm Có thể công việc đã được quay thành clip, chiếu cho sinh viên xem trước khi làm thật
-_ Chia nhóm sinh viên để thực hành Nhóm này làm, nhóm kia nhận xét để tăng mức độ chủ động của sinh viện
Thời lượng cho 1 nhóm tháo lắp từ 30 đến 40 phút tùy theo khả năng sinh
viên, nên mỗi máy chỉ được 2 nhóm Nếu số sinh viên động cần Công việc cụ thể:
Chuẩn bị dụng cụ đồ nghề: Máy phát này chế tạo theo tiêu chuẩn Anh nên
phải chọ bộ dụng cụ theo hệ Anh Vì máy phát công suất bé nên chỉ dùng các chụp từ 0,55 inchs (+ 14 mm) trở xuống đến chụp 0,31 inchs (> 8mm) mà thôi, kèm theo một tua vít 2 cạnh có đầu làm việc rộng từ 7mm đến 10mm là được
Một bàn làm việc đủ rộng và đủ cứng đề thao tác
Hinh 1.11 Sau khi tháo bình xăng (có ốc ở 4 góc), các bộ phận hiện rõ
1 Tháo hết xăng thừa ra ngoài, ding kim bam ndi lỏng lò xo kẹp đề tháo
ống dẫn xăng ra khỏi bình xăng Chú ý không đề xăng rơi ra ngoài, nếu bị rơi ra phải dùng dẻ lau kỹ
2 Dùng chụp 0.47 inchs (~ 12 mm) mở 4 ốc bình xăng, đưa bình xăng ra
ngoài, đề vào vị trí đã chuẩn bị sẵn Hình 1.11
Trang 2728
3 Dùng chụp 0,31 inchs (~ 8mm) mo 4 ốc tắm chắn ống xả kiêm bầu giảm thanh, đề vào vị trí đã chuẩn bị sẵn
4 Dùng chup 0,512 inchs (= 13mm) mo 4 éc bau giam thanh, dé vao vi tri đã chuẩn bị sẵn Thao tác không có cũng được, nhưng chật chội khó
tháo lắp máy phát điện hơn
Dùng dẻ lau, chổi lơng vệ sinh mặt ngồi máy phát sạch sẽ, để lúc tháo bụi ban khong rơi vào các bộ phận khác
5 Dùng tua vít 2 cạnh lớn (có thé ding loại 4 cạnh, nhưng không tốt bằng
loại 2 cạnh) mở 2 ốc bắt tắm chắn đầu máy rồi bây nhẹ tháo tắm chắn ra, đề vào vị trí da chuẩn bị sẵn Hình 1.12
6 Dùng tua vít 2 cạnh lớn, tháo 2 ốc có định bộ tự động điều chỉnh điện áp
ra ngoài, rồi rút các jac cam day Nhé jac cam co mau chống tháo, phải
đây vào mấẫu mới rút ra được, để vào vị trí dã chuẩn bị sẵn
7 Dùng mê-gôm kế (loai 500v đến 1000v là cùng) đo cách điện cuộn dây
phần cảm và phần ứng (thao tác này chỉ được làm sau khi tháo dây bộ tự
động điều chỉnh điện áp ra ngoài, chắc chắn nó không còn liên hệ gì về điện với máy phát nữa, nếu không chắc chắn sẽ bị hỏng bộ tự động này)
Khi đo, đầu âm cặp vào bệ máy (đã vệ sinh sạch để dẫn điện tốt), đầu
que đo cắm vào lỗ jắc dây phần ứng (dây màu nào cũng được) để đo
cách điện phần ứng; vẫn đề đầu cặp vào vỏ máy, đầu que đo đặt vào
vành trượt (hoặc vào đầu cắm dây kích từ nằm trên chổi than cũng được, nhưng không chính xác bằng ở vành trượt vì đo thêm cả chối
than) Khi rút jắc chồi than nhớ ghi rõ đầu thấp (dây xanh) đầu cao (dây
vàng) để khi lắp lại cho đúng
§ Dùng tua vít 2 cạnh lớn tháo ốc bắt chổi than ra ngoài, đề vào vị trí dã
chuẩn bị sẵn
9 Có thể dùng tua vit tháo ốc bắt đây tiép masse (day mau sọc xanh cây-
vàng) đề tháo dây ra mới có thể tháo tiếp được
10 Dùng chụp 0.4 inchs (~ 10mm) tháo 4 bu-lông bắt bệ đỡ đầu trục, rồi dùng gỗ đóng nhẹ đề tháo bệ đỡ đầu trục ra, để vào vị trí đã chuẩn bị
Trang 2829
11 Cẩn thận, dùng tua vít 2 cạnh lớn, tỳ vào bệ máy, bẩy nhẹ các phía dé
stator tách ra khỏi bệ máy, sau đó nhẹ nhàng bưng ra ngoài, đề vào vị trí
da chuẩn bị sẵn Khi đặt vào vị trí, nhớ đặt cạnh vát nhỏ xuống dưới để tránh đập dây (nếu đặt cạnh vat lớn xuống dưới có thé bị dap day vì ở
cạnh này dây thò ra ngoài lõi thép) Sau khi đặt vào vị trí, nhớ dùng dẻ
sạch phủ lên đề chống bụi hoặc các chất bẩn khác bắn vào
12 Tháo ốc đầu trục để rút rô to ra Muốn tháo ốc đầu trục, ta dùng một
chụp 0,47 inchs (~ 12 mm) có cánh tay đòn dài, dùng xung lực tác động
vào mút cánh tay đòn theo chiều tháo ra (cùng chiều với chiều quay của
máy phát, các nhà thiết kế đã tính đến điều này dé chống tự tháo cho ốc đầu trục), trong trường hợp này, ta tác động lực ngược chiều kim đồng
hd Lực tác động càng mạnh và càng nhanh (như búa đóng) thì xung lực
càng lớn Nếu có bạn hỗ trợ bằng cách lấy tay (có găng tay hoặc dẻ sạch
bọc lại) ôm chặt lấy rô to thì tháo càng dễ
13 Tháo vòng bi và vành trượt phải dùng “câu” hay a-ráp loại bé mới
được HÌnh 1.12
Hình 1.12: Các kiểu a-ráp dé cầu vòng bi ra khỏi trục
Đến đây, công việc tháo rời từng bộ phận điện coi như đã hoàn chỉnh, nếu
lắp lại máy có thể hoạt động bình thường được Chỉ có sửa chữa mới tiến hành tháo thêm như bối dây phần cảm hoặc phần ứng
7.Câu hỏi tự kiểm tra kiến thức
Cấu tạo cơ bản và nguyên lý hoạt động của máy phát điện đồng bộ một pha có chối than
Cấu tạo cơ bản và nguyên lý hoạt động của máy phát điện đồng bộ một pha
Trang 2930 Khi tháo lắp máy phát điện nói riêng và tháo lắp cơ khí nói chung cần phải sử dụng đồ nghề như thế nào BÀI 2: CÁC DAC TINH CUA MAY PHAT DONG BO MOT PHA Ma bai: MD 23.02 Giới thiệu:
Đặc tính của máy phát đồng bộ là các quan hệ giữa các thông số với nhau,
khi các thông số còn lại giữ không đổi Các quan hệ này rất cần thiết
cho việc sửa chữa và chỉnh định khi lắp mới, đặc biệt là đặc tính ngoài
và đặc tính điều chỉnh Bài này giúp các sinh viên lấy đặc tính khi cần thiết
Mục tiêu:
- Trinh bay được phương pháp khảo sát và vẽ các đặc tính của máy phat
điện xoay chiều đồng bộ một pha
Khảo sát và vẽ được các đặc tính của máy phát điện xoay chiều đồng bộ một pha Có tính tư duy, sáng tạo trong quá trình học tập Nội dung chính: 1 Đặc tính không tải 1.1 Định nghĩa:
Đặc tính không tải là mối quan hệ giữa dòng kích từ và sức điện động E
hay điện áp không tai Up, khi tốc độ động co so cấp n không đổi
E=f(I) khin= const
1.2 Cách vẽ đặc tính không tải
Trang 3031 a) Trước khi lấy đặc tính không tải phải tiến hành chạy máy phát trước, chỉnh máy phát ở tần số định mức 50Hz, điện áp định mức U = 220v, chưa đóng tải và sau đó đo các thông số sau đây: Điện áp kích từ Uu(V) Dòng kích từ Iu(A)
Điện trở cuộn dây kích từ R.(Ô)
Giá trị này có thể suy ra khi đo được điện áp và dòng kích từ theo định luật
Ohm Tuy nhiên đo được giá trị này sẽ kiểm chứng được độ chính xác
của phép đo trên
b) Căn cứ vào giá trị đo được, chuẩn bị:
1 bộ nguồn DC có điện áp và dòng điện lớn hơn giá trị vừa đo được
1 chiết áp có giá trị bằng 10xR„(O) và có thể chịu được đòng lụ,
1 đồng hồ Ampe có thang đo lớn hơn lụ,
1 đồng hồ V xoay chiều, đo được điện áp máy phát
1 đồng hồ vạn năng đề kiểm tra lúc cần
Công tắc 10A
Dây điện
Đầu cốt
Kim điện, tua vít,
Giấy đã kẻ ô, bút chì, tây 1.2.2 Lấy đặc tính:
Đấu điện theo sơ đồ như hình 2.1, rồi:
Trang 3132
Hình 2.1 Sơ đô đấu dây lấy đặc tính không tải
Xác định điện áp dư làm điểm xuất phát trên trục tung
Bật công tic CT va chỉnh dòng kích từ từng nắc bằng 1/10 Iq (chi thi trén
đồng hồ Ampe) và đọc giá trị trên đồng hồ Vôn rồi ghi vào bảng 'Vẽ đồ thị từng lần Làm 3 lần, lấy trung bình cộng hình học từng điểm, rồi vẽ lại lên giấy kẻ ly 1.3 Thực hành lấy đặc tính không tải 1.3.1 Chuẩn bị làm thí nghiệm
Thầy giáo chia nhóm tùy theo số sinh viên và số máy phát Tuy nhiên mỗi
nhóm không nên ít hơn 3 sinh viên và không nên lớn hơn Š sinh viên Các nhóm tự chuẩn bị dụng cụ thí nghiệm (mục đích là nhớ các khí cụ và đồ nghề cần thiết) như đã trình bày ở trên 1.3.2 Thao tác lấy đặc tính Thầy giáo kiểm tra sinh viên về thao tác lấy đặc tính như đã trình bày ở trên Sau đó:
Tháo dây kích từ của máy phát, dùng băng keo bọc cách điện 2 đầu vừa
tháo ra, đồng thời đánh dấu dé lắp lại cho đúng
Đầu mạch điện mới như hình vẽ 2.1 Khi đấu nhớ cực tính J là dương kích
từ, K là âm kích từ, đồng hồ Ampe cũng có đầu dương và âm đã đánh dấu rõ trên đồng hò
Trang 3233 Điện áp Dòng kích Điện áp Dòng kích Điện áp
Dùng các số liệu từng lân vẽ đường cong sô 1, sô 2 và sô 3 Sau đó lây
trung bình cộng hình học của 3 đường cong để được đường cong kết quả
Chú ý không lấy trung bình cộng kiểu đại số vì sinh viên không thể lấy giá
trị dòng kích từ ở cả 3 lần đo như nhau được,
Trang 3334
Đặc tính không tải là quy luật hình thành điện áp trên cực của máy phát
điện khi khởi động động cơ lai máy phát điện Theo luật # = C, pn nén
đặc tính không tải rất giống với đường cong từ hóa B = f(H)
Sự hình thành điện áp phụ thuộc rất lớn vào điện trở mach kich tir Ry, néu
điện trở này nhỏ, tồn hao IR„ nhỏ, thì năng lượng kích từ sẽ biến thành
từ thông ở đề hình thành điện áp trên đầu cực, cho nên đến một lúc nao
đó giá trị sức điện động sẽ xác định, ta nói máy phát đã lên điện như
hình 2.1.4.a Thông thường, ở các máy phát trong thực tế có đặc tính không tải không trơn tru như đường cong từ hóa như hình 2.1.4.b vi nguồn kích từ lại do máy phát cung cấp và tính phi tuyến của điện trở mạch kích từ E Wik Ee Eo= f(lụ) Roy E C EB =f) & a) “7(3) > 0 law if 0 lụa
Hình 2.2 a) Dac tinh khong tai ly thuyét và mối quan hệ với Ry b) Đặc tính không tải với máy phát thực tế
2 Đặc tính ngoài
2.1 Định nghĩa
Đặc tính ngoài của máy phát điện là quan hệ điện áp U trên cực máy phát và dòng điện tải I, khi tính chất tải không đổi (cosy = const), tần số và dòng điện kích từ máy phát không đổi
2.2 Cách vẽ đặc tính ngoài
2.2.1 Chuẩn bị
a) Giả sử lấy đặc tính ngoài của máy phát đồng bộ một pha có công suất S
=7kVA; Điện áp U = 220v, Hệ số công suất cose = 0,80, tan số 50Hz,
Trang 3435 1 bộ tải thuần trở, gồm 10 điện trở công suất P„ = S/10(W), và giá trị R = 10xU2 s (Q) (Cụ thê ở thí dụ trên có điện trở có trị số băng R = Â say Hi itt, pi os pS _— 10*U2 s (Q) + 2 L = SS = 69,1(Q).; va cong sudt tiéu tén Py = S/10 = 7.000/10 =700(W);
1 bộ tải thuần cảm (cuộn kháng) gồm 10 cuộn kháng có điện cảm L bằng
R/2mf (Henry), chịu được dòng điện I = U/2mfL (A) (Cự thểở thí dụ
5 mit Bide s2 R 69,1
trên có điện cảm L =—— = 2mƒ — 1003/14 = 0,22H và dòng điện chịu đựng là 1 bộ tải thuần dung (tụ điện) gồm 10 tụ điện chịu được điện âp 400v và
điện dung C = l/œ@R (F) (Trong thí dụ trên thì C = 1/(314*69,1) = 0.0000460635F = 46uF)
Điện áp kích từ Uu(V) (Cụ thể trong ví dụ trên là 24y) Dòng kích từ Iu(A) (Cụ thể trong ví dụ trên là 104)
Điện trở cuộn dây kích từ R.„(O) Giá trị này có thể suy ra khi đo được điện áp và dòng kích từ theo định luật Ohm (Cự thể trong ví dụ trên là 24v/10A = 2,4 Q) Tuy nhiên đo được giá trị này sẽ kiểm chứng được độ
chính xác của phép đo trên
b) Căn cứ vào giá trị đo được, chuẩn bị:
1 bộ nguồn DC có điện áp và dòng điện lớn giá trị vừa đo được (Cự thể là bộ nguồn 24v, dòng 10 A;
1 chiết áp có giá trị 10xR.(O) và có thể chịu được dong Ii (Cu thé trong
ví dụ trên là 24 Q,chịu dòng 10 A)
1 đồng hồ Ampe có thang đo lớn hơn lụ (Cụ thể trong ví dụ trên la dong
hô Ampe một chiều có thang do đến 10 A)
1 đồng hồ V, đo được điện áp may phat (Cy thé trong ví dụ trên là đông hô
xoay chiêu đo được đến 250v) 1 đồng hồ vạn năng đề kiểm tra lúc cần
Công tắc 10A
Trang 3536 Đầu cốt Kìm điện, tua vít, Giấy đã kẻ ô, bút chì, tẩy 2.2.2 Cách lấy đặc tính: So dé dau dây:
Hình 2.2 Cách đấu dây để lấy đặc tính ngoài cho máy I pha
Để vẽ đường đặc tính ngoài cần phải đâu điện theo sơ đồ như hình 2.2 rồi:
Xác định điện áp không tải làm điểm xuất phát trên trục tung bằng cách bật công tắc CT và chỉnh dòng kích từ bằng cách chỉnh chiết áp VR (chi
thị trên đồng hồ Ampe A1) rồi cố định dòng kích từ này lại Aptomat máy phát chưa đóng
Bật Aptomat máy phát và lần lượt bật các công tắc CT1, CT2 dé thêm
tải từng nấc bằng 1/10 Sạm, đọc giá trị trên đồng hồ Vôn, đồng hồ Ampe Ghi vào bảng 2.2
Làm 3 lần, lấy trung bình cộng (đại só) từng điểm, rồi vẽ lên giấy kẻ ly 2.3 Thực hành lây đặc tính ngoài
2.3.1 Chuẩn bị làm thí nghiệm
Trang 3637
Tháo dây kích từ của máy phát, dùng băng keo bọc cách điện 2 đầu vừa
tháo ra, đồng thời đánh dấu đầu J/K dé khi lap lai khong bị nhầm Đấu mạch điện mới như hình vẽ 2.2.b Khi đấu nhớ cực tính J là dương kích
từ, K là âm kích từ, đồng hồ Ampe cũng có đầu đương và âm đã đánh
dấu rõ trên đồng hồ
Trang 3839
Lấy trung bình cộng của 3 lần ta sẽ có số liệu để vẽ đường cong ứng với I tốc độ động cơ sơ cấp Với nhiều đường cong ta sẽ được họ đường đặc tính ngoài phụ thuộc tốc độ động cơ sơ cấp,
Tương tự ta có thé vẽ họ đường đặc tính ngoài phụ thuộc vào dòng kích từ
2.2.4 Đặc tính ngoài trong thực tế và ý nghĩa của chúng
Trong thực tế, tất cả các máy phát điện xoay chiều đều có bộ tự động điều
chỉnh điện áp, mạch này bù ngược phản ứng phan ứng một cach hợp lý,
nghĩa là máy phát tự thay đổi kích từ nên điện áp máy phát gần như cô
định so với điện áp lúc không tải Như thế dòng kích từ thực tế đã bị thay đổi, không còn đúng theo định nghĩa lý thuyết nữa
Tuy nhiên việc nghiên cứu đặc tính ngoài rất cần thiết để chế tao các bộ ồn
định điện áp sau này
3 Đặc tính điều chỉnh
3.1 Định nghĩa
Đặc tính điều chỉnh là mối quan hệ dòng tải của máy phát điện và dòng
kích từ lụ = f(I,) trong điều kiện tốc độ động cơ sơ cấp n, điện áp máy phát U, hệ số công suất cos@, không đổi
3.2 Cách vẽ đặc tính điều chỉnh
* Chuẩn bị như chuẩn bị lấy đặc tính ngoài
** Sử dụng lại hình vẽ 2.2 rồi thay đôi phương pháp đo như sau:
Đấu tải điện trở (điện cảm hoặc điện dung) sẵn sàng vào các mạch
Cho máy phát lên điện, các giá tri E = Uạ, tốc độ động cơ sơ cấp n bằng
định mức
Lấy giá tri lụo nằm trên trục hoành, làm điểm xuất phát
Lần lượt đóng tải, mỗi lần đóng thêm tải, ghi giá trị lụ và I, vào bảng
* Lấy giá trị 3 lần cho 1 loại tải và bộ hằng số Uy va n, dé lay trung bình
cộng kiểu đại số để cho vào bảng
* Lần lượt thay đồi Uạ (vẫn có định tốc độ n), 2 lần lớn hơn, 2 lần nhỏ hơn
Trang 3940 * Lần lượt thay đi tốc độ n (vẫn có định Uạ), 2 lần lớn hơn, 2 lần nhỏ hơn để có họ đặc tính theo n Tiếp tục làm như thế cho tải thuần cảm và tải thuần dung 3.3 Thực hành lấy đặc tính điều chỉnh 3.3.1 Chuẩn bị làm thí nghiệm
Thầy giáo chia nhóm tùy theo số sinh viên và só máy phát Tuy nhiên mỗi nhóm không nên ít hơn 3 sinh viên và không nên lớn hơn Š sinh viên, giống như những lần trước Các nhóm tự chuẩn bị dụng cụ thí nghiệm (mục đích là nhớ các khí cụ và đỗ nghề cần thiết) như đã trình bày ở 2.1 và 2.2 3.3.2 Thao tác lấy đặc tính Thầy giáo kiểm tra sinh viên về thao tác lấy đặc tính như đã trình bày ở 2.2 Sau đó:
Tháo dây kích từ của máy phát, đánh dấu đầu J/K rồi dùng băng keo bọc
cách điện 2 đầu vừa tháo ra
Đầu mạch điện mới như hình vẽ 2.1 Khi đấu nhớ cực tính J là dương kích
từ, K là âm kích từ, đồng hồ Ampe cũng có đầu dương và âm đã đánh dâu rõ trên đồng hò